X線CTを用いた３Dプリンタ造形品の設計値と実測値の変位差比較の解析

X線CT「TXS-33000 FD」スキャン（図１）によるメッシュ構造体の変位差の比較を実施しました。X線CTを用いれば、測定対象となる試料を切断や薄片化せずに非破壊で構造体の内部も観察できます。さらに付属ソフト（Volume Graphics社　VGSTUDIO MAX）を用いて、設計値（図面寸法）の３Dデータとスキャンした造形品の３Dデータを、ベストフィット（設計と実測の形状を重ね合わせる処理）させ、その変位差をヒストグラム（図面寸法からの造形物の変位差の分布度合い）として表すことができます。

今回、３Dプリンタの造形品が、設計値どおりに造形できているか、および各造形品の形状誤差を調査するため、設計条件（メッシュ構造体の格子の厚さ、穴あり or 穴なし）が違う２つのメッシュ構造体において、X線 CTスキャンおよびベストフィット処理による形状の変位差を解析しました。図２は設計条件（格子厚さ５mm、穴なし）におけるメッシュ構造体の変位差分布とヒストグラムを示します。また、図３に設計条件（格子厚さ1.5mm、穴あり）におけるメッシュ構造体の変位差分布とヒストグラムを示します。ここでヒストグラムの横軸は変位差（設計と実測の形状を重ね合わせた時の変位差：単位㎜）を表し、縦軸は面積（変位解析時に分割された各変位差を持つ微小面積の度合い：単位㎜²）を表します。図２および図３より、造形品形状の変位差の分布が視覚的によくわかり、図２の構造体より図３の構造体の方が、大きな変位を持ち、大小の変位が広範囲に分布していることがわかります。

製品や部品などの構造体における総合的および内部の形状の変位差や、設計値と構造物の形状寸法の比較にご利用できます。

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